醫(yī)學(xué)微生物學(xué)：緒論 第一章 細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

1醫(yī)學(xué)微生物學(xué)（medicalmicrobiology

）2醫(yī)學(xué)微生物學(xué)緒論

Introductionofmedicalmicrobiology

一、微生物（Microorganism）㈠定義：微生物是存在于自然界中的一群形體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，肉眼看不到，必須借助顯微鏡放大數(shù)百倍、微數(shù)千倍，甚至數(shù)萬(wàn)倍后，才能觀察到的微小生物。3㈡微生物與人類(lèi)的關(guān)系維系自然界的生物鏈；農(nóng)業(yè)方面：工業(yè)方面：食品釀造、皮革、紡織、石油和化工，污水處理無(wú)害化；醫(yī)藥衛(wèi)生方面：抗生素和維生素的生產(chǎn)，基因工程；5.人和動(dòng)物體內(nèi)共生微生物，條件致病性微生物及病原微生物。根瘤菌的固氮作用；反芻動(dòng)物的消化過(guò)程；在物質(zhì)循環(huán)中的作用；對(duì)農(nóng)業(yè)造成的危害等。4反芻亞目動(dòng)物（牛、羊、鹿等）的胃分為四部分：瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃和皺胃，其中只有皺胃是分泌胃液的部分。牛瘤胃的容積為100～300升，約占四部分胃的80％。瘤胃內(nèi)有大量微生物，包括原生動(dòng)物（纖毛蟲(chóng)為主）和細(xì)菌。瘤胃本身并不分泌酶，所有瘤胃內(nèi)的酶全是由微生物產(chǎn)生。有大量微生物，包括原生動(dòng)物（纖毛蟲(chóng)為主）和細(xì)菌。草料中的纖維質(zhì)在這些微生物所產(chǎn)生的酶的作用下發(fā)酵分解，所形成的低級(jí)脂肪酸，大部分即被瘤胃壁所吸收。5少數(shù)微生物也是人類(lèi)的敵人！鼠疫艾滋病(AIDS)肺結(jié)核霍亂瘋牛病SARS禽流感6微生物既是人類(lèi)的敵人，也是人類(lèi)的朋友！

時(shí)時(shí)刻刻與微生物“共舞”

是

福？是禍？7可以說(shuō)，微生物與人類(lèi)關(guān)系的重要性，無(wú)論我們?cè)趺磸?qiáng)調(diào)都不過(guò)分。微生物是一把十分鋒利的雙刃劍，它們?cè)诮o人類(lèi)帶來(lái)巨大利益，同時(shí)也帶來(lái)“殘忍”的破壞。它給人類(lèi)帶來(lái)的利益不僅是享受，而且實(shí)際上涉及到人類(lèi)的生存。8在過(guò)去人們對(duì)自然界中的微生物往往表現(xiàn)出“視而不見(jiàn)、嗅而不聞、觸而不覺(jué)、食而不察、得其益而不感其好，受其害而不覺(jué)其惡”的愚昧狀態(tài)。9

㈢微生物的特點(diǎn)1.體積小，面積大2.吸收多，轉(zhuǎn)化快3.適應(yīng)強(qiáng)，易變異5.種類(lèi)多，分布廣4.生長(zhǎng)旺，繁殖快101.體積小，面積大1個(gè)典型的球菌，其體積僅1m3左右，可是其比面值卻極大。這樣一個(gè)小體積、大面積的系統(tǒng)，是微生物與一切大型生物相區(qū)別的關(guān)鍵所在，也是賦于微生物具有五大共性的本質(zhì)所在。11微生物的比表面積比表面積：個(gè)體的表面積與體積之比。設(shè)定：人的比表面積=1

則：(與人等重)大腸桿菌比表面積=30萬(wàn)設(shè)球菌半徑r=0.5μm球菌表面積(S)＝4πｒ2＝3.1416μｍ2

球菌體積(V)＝4／3πｒ3＝0.236μｍ3

比表面=S/V＝3.1416/0.5236=6

設(shè)球菌半徑ｒ＝2μｍ

球菌面積(S)＝50.3μｍ2

球菌體積(V)＝33.5μｍ3

比表面=S/V＝50.3/33.5＝1.5122、吸收多，轉(zhuǎn)化快人（50kg）500~1000g/d地鼠（體重3g）3g/d大腸桿菌細(xì)胞重量2000倍糖/h奶牛（500kg）合成0.5kg蛋白質(zhì)/24h微生物細(xì)胞合成自身重量30-40倍的細(xì)胞物質(zhì)/24h吸收多轉(zhuǎn)化快133.生長(zhǎng)旺．繁殖快微生物具有極高的生長(zhǎng)和繁殖速度。大腸桿菌在合適的生長(zhǎng)條件下，每分裂1次的時(shí)問(wèn)是18～20分鐘、如按每20分鐘分裂1次計(jì)，則每小時(shí)可分裂3次，24h可分裂72次，后代數(shù)為:4722366500萬(wàn)億個(gè)（重約4722噸），48h為22×1046個(gè)（約等于4000個(gè)地球重）。能否允許細(xì)菌以這樣的速度繁殖下去？No!144.適應(yīng)強(qiáng)，易變異適應(yīng)強(qiáng)：微生物對(duì)環(huán)境條件尤其是惡劣的“極端環(huán)境”所具有的驚人適應(yīng)力，堪稱(chēng)生物界之最。在海洋深處的某些硫細(xì)菌可在250℃甚至在300℃的高溫條件下正常生長(zhǎng)；有的細(xì)菌能耐0～-196℃（液氮）的任何低溫；一些嗜鹽菌甚至能在32％的飽和鹽水中正常生活；許多微生物尤其是產(chǎn)芽胞的細(xì)菌可在干燥條件下保藏幾十年、幾百年甚至上千年。15易變異

有利方面，可從不良菌種誘變?yōu)閮?yōu)良菌種，提高其質(zhì)量與數(shù)量；不利方面，優(yōu)良菌種可退化成劣質(zhì)菌株，或者突變一個(gè)人類(lèi)不能對(duì)付的菌株而遭災(zāi)。16青霉素的生產(chǎn)：20單位/ml（1943）10000單位/ml青霉素的用量：最高：10萬(wàn)單位/天（40年代）數(shù)百萬(wàn)-千萬(wàn)單位/次17

種類(lèi)多:迄今已知微生物約有10萬(wàn)種。類(lèi)型低限傾向種數(shù)高限病毒與立克次氏體1,2171,2171,217支原體424242細(xì)菌與放線(xiàn)菌>1,0001,5001,500藍(lán)細(xì)菌1,2271,5001,500藻類(lèi)15,05123,10023,100真菌37,17547,30068,939原生動(dòng)物24,06824,06830,000總數(shù)79,78098,727127,2985.種類(lèi)多,分布廣18

分布廣地球上除了火山的中心區(qū)域外，從土壤圈、水圈、大氣圈直至巖石圈，到處都有微生物家族的蹤跡。萬(wàn)米深海底部的耐熱硫細(xì)菌，它們以地殼中逸出的硫化氫氣體為能源，以二氧化碳為碳源，在厭氧條件下?tīng)I(yíng)自養(yǎng)生活；幾萬(wàn)米高空中的微生物。人體腸道中的正常菌群，在人體腸道中，經(jīng)常聚居著100～400種不同種類(lèi)的微生物，估計(jì)它們的個(gè)體總數(shù)大于100萬(wàn)億，重量約1000g，為糞便干重的1／3。19（四）三型八大大類(lèi)微生物特點(diǎn)比較特點(diǎn)真核細(xì)胞型原核細(xì)胞型非細(xì)胞型

直徑（μm）

6～150.2～50.02～0.30細(xì)胞結(jié)構(gòu)

分化程度高，有僅有核質(zhì)，內(nèi)含雙鏈DNA

病毒體的核心為核膜、核仁及細(xì)和RNA，細(xì)胞器有核蛋白體DNAorRNA

胞器、組蛋白和（70s）

核蛋白體（80s）體外培養(yǎng)

培養(yǎng)基立克次體及衣原體需在活有些可在活細(xì)胞中細(xì)胞或雞胚中培養(yǎng)，其他增殖，有些可在動(dòng)可用培養(yǎng)基培養(yǎng)物體內(nèi)復(fù)制傳代

真菌細(xì)菌、支原體、立克次體、衣原體、螺旋體、放線(xiàn)菌病毒三菌、四體、一毒20二、微生物學(xué)（Microbiology）微生物學(xué)是研究微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生命活動(dòng)規(guī)律以及與人類(lèi)、動(dòng)物、植物等相互關(guān)系的一門(mén)科學(xué)。21三、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)

（Medicalmicrobiology）醫(yī)學(xué)微生物學(xué)主要研究與人類(lèi)疾病有關(guān)的病原微生物的生物學(xué)性狀，致病性、免疫性、特異性診斷方法與防治措施，以便更有效地控制甚至消滅此類(lèi)疾病，達(dá)到保障和提高人類(lèi)健康水平的目的。屬于生命科學(xué)（lifescience）。22㈠新發(fā)現(xiàn)的病原微生物1.1967-1971年相繼從C-J病，GSS，羊瘙癢病，Kuru病、瘋牛病體內(nèi)分離出朊粒（prion

）。2.1965年我國(guó)學(xué)者首次從新疆巴慧縣農(nóng)村患者中分離出新疆出血熱病毒。3.1973年發(fā)現(xiàn)人類(lèi)不明原因腹瀉（秋季腹瀉）的輪狀病毒（Rotavirus）。4.1974年從硬蜱體內(nèi)分離到萊姆（Lyme）病的病原體伯氏疏螺旋體（Borreliaburgdorfiri，BB）。5.1976年6月在非洲扎伊爾及蘇丹發(fā)現(xiàn)埃博拉病毒。6.1978年韓國(guó)首次分離到腎綜合征出血熱（HFRS）的病原體漢坦病毒（Hantaanvirus）。237.1982年從慢性胃炎患者體內(nèi)分離到幽門(mén)螺桿菌(Helicobacterpylori)后證明他與潰瘍病有關(guān)。8.1983年法國(guó)人從AIDS患者體內(nèi)分離出HIV-1型病毒,其后又在西非分離到HIV-2型病毒。9.1989年9月正式將非甲非乙型肝炎病毒分為丙型肝炎病毒(HCV)和戊型肝炎病毒(HEV)。1995年以來(lái)又重新認(rèn)識(shí)庚型肝炎病毒（HGV）。10.1992年10月從印度、孟加拉、泰國(guó)等地霍亂患者糞便中分離到非0-1群霍亂流行株O139群，已成為目前優(yōu)勢(shì)流行株。2411.H5N1型（禽）流感病毒于1997年發(fā)現(xiàn)還可感染人（香港）。2013年H7N9型（禽）開(kāi)始流行。12.近年來(lái)大腸艾希菌(O157：H7)可引起出血性結(jié)腸炎、溶血性尿毒綜合征

。13.SARS冠狀病毒是2002.11嚴(yán)重急性呼吸綜合征（SARS)。另外還有一些原已被控制的感染性疾病,近年來(lái)又出現(xiàn)了死灰復(fù)燃，如結(jié)核病、霍亂等。

25（二）致病機(jī)制的深入研究通過(guò)對(duì)病原微生物的致病物質(zhì)（如細(xì)菌的內(nèi)毒素與外毒素）、致病性，病毒吸附、侵入細(xì)胞的機(jī)制，機(jī)體的抗感染免疫，病原微生物的遺傳變異等研究，均有新的發(fā)現(xiàn)。26㈢診斷手段和方法的創(chuàng)新與改進(jìn)

1.細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)的微量化、診斷試劑盒的系列化、操作程序的自動(dòng)化。2.免疫熒光（IF）、放射免疫（RIA）和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELSA）技術(shù)。3.核酸雜交技術(shù)，包括斑點(diǎn)雜交（dotblot）、原位雜交（insituhybridization）、Southernblotting、Northernblotting

等。27㈠學(xué)習(xí)目的1.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的主干學(xué)科，它為學(xué)好基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);2.為防治和消滅感染性疾病提供理論知識(shí)和一定的操作技能；3.為了在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開(kāi)展深入研究，尤其在遺傳學(xué)、免疫學(xué)、疫苗的研制、抗病毒、抗腫瘤藥物研制等方面，微生物分子生物學(xué)是不可缺少的研究手段。四、學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的目的和要求28㈡學(xué)習(xí)要求1.溫故知新。在學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)中，要聯(lián)系并運(yùn)用已學(xué)過(guò)的生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)等學(xué)科的理論知識(shí)和技能；2.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)包括：細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)和真菌學(xué)三篇，每篇又分為總論和各論，在學(xué)習(xí)中要學(xué)會(huì)自己歸納總結(jié)，從對(duì)比聯(lián)系中學(xué)習(xí)；3.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是偏重于形態(tài)學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作技能的課程，要重視實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)課地點(diǎn)：圖文信息樓3層形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室29

第一篇細(xì)菌學(xué)（Bacteriology）

第一章細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

（Morphandstructureofbacteria）廣義的細(xì)菌：（原核細(xì)胞型微生物）細(xì)菌、放線(xiàn)菌、支原體、衣原體、螺旋體、立克次體?！岸捏w

”

狹義的細(xì)菌：數(shù)量最大、種類(lèi)最多、生物學(xué)特性最具有代表性的細(xì)菌。

30第一節(jié)細(xì)菌的大小與形態(tài)

（Sizeandmorphofbacteria）細(xì)菌以微米（m）為測(cè)量單位。細(xì)菌形態(tài)：球-桿-螺球菌、桿菌、螺形菌。31一、球細(xì)菌（Coccus,Cocci）多數(shù)球菌其直徑在1μm±。雙球菌(diplococci)鏈球菌(streptococci)四聯(lián)球菌(tetrads)八疊球菌(sarcina)葡萄球菌(staphylococci)3233二、桿菌(bacillus,bacilli)大小范圍(0.6~10μm)×(0.2~1.3

μm)。球桿菌(coccobacillus)分枝桿菌(mycobacterium)彎曲桿菌(campylobacter)棒狀桿菌(coryneformbacillus)梭形桿菌(shuttle)鏈桿菌(streptobacillus)34球桿菌棒狀桿菌

鏈桿菌分枝桿菌35三、螺形菌(Spiralbacterium)弧菌(Vibrio,vibrios)

只有一個(gè)彎曲，呈逗點(diǎn)狀(2~5μm)×0.3μm。如霍亂弧菌。螺菌(Spirillum,Spirlla)有多個(gè)彎曲，(3~10μm)×(0.3~0.6μm)如鼠咬熱螺菌。36弧菌螺菌37第二節(jié)細(xì)菌的結(jié)構(gòu)菌毛鞭毛核質(zhì)DNA莢膜細(xì)胞壁細(xì)胞膜核糖體胞質(zhì)顆粒細(xì)胞質(zhì)中介體38一、細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)（一）細(xì)胞壁：是細(xì)菌的最外層，堅(jiān)韌而富有彈性。革蘭陽(yáng)性（G+）菌：由肽聚糖與磷壁酸組成。革蘭陰性（G-）菌：由肽聚糖和外膜（脂蛋白、

脂質(zhì)雙層與脂多糖）組成。細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)。39N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰胞壁酸四肽側(cè)鏈五肽交聯(lián)橋青霉素.swf溶菌酶.swf革蘭陽(yáng)性菌細(xì)胞壁的肽聚糖結(jié)構(gòu)40丙MGGGDAPMG丙丙丙谷谷DAPG-菌——由聚糖骨架、四肽側(cè)鏈兩部分組成。革蘭陰性菌細(xì)胞壁肽聚糖化學(xué)結(jié)構(gòu)N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡萄糖胺β-1.4糖苷鍵

G-菌細(xì)胞壁模式圖G+菌細(xì)胞壁模式圖肽聚糖脂質(zhì)雙層LPS脂蛋白磷脂蛋白質(zhì)壁磷壁酸膜磷壁酸肽聚糖磷脂蛋白質(zhì)細(xì)胞壁細(xì)胞膜外膜G+菌和G-菌細(xì)胞壁比較sytoplasmsytoplasm42革蘭陽(yáng)性菌細(xì)胞壁特殊組分—

磷壁酸(teichoicacid)

磷壁酸是由核糖醇(ribitol)或甘油殘基經(jīng)磷酸二酯鍵互相連接成的多聚物,它的多個(gè)分子組成長(zhǎng)鏈穿插于肽聚糖層之中。壁磷壁酸(wallteichoicacid):一端的磷脂鍵與肽聚糖上的胞壁酸共價(jià)聯(lián)結(jié)；膜磷壁酸(membraneteichoicacid):一端的糖與細(xì)胞膜外層糖脂共價(jià)聯(lián)結(jié)。磷壁酸是革蘭陽(yáng)性菌的重要表面抗原；某些細(xì)菌的磷壁酸，能粘附在人類(lèi)細(xì)胞表面，其作用類(lèi)似菌毛，與致病性有關(guān)。

43特異性多糖核心多糖類(lèi)脂A外膜層脂多糖(LPS)脂蛋白脂質(zhì)雙層革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分—外膜(outermembrane)

44革蘭陽(yáng)性菌與革蘭陰性菌細(xì)胞壁區(qū)別要點(diǎn)革蘭陽(yáng)性菌革蘭陰性菌肽聚糖組成聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋聚糖骨架、四肽側(cè)鏈

肽聚糖層數(shù)可多達(dá)50層僅1-2層

肽聚糖含量占細(xì)胞壁干重50%-80%占細(xì)胞壁干重5%-10%

強(qiáng)度較堅(jiān)韌，三維立體結(jié)構(gòu)較疏松，二維平面結(jié)構(gòu)

磷壁酸有無(wú)

外膜無(wú)有

青霉素、溶菌酶敏感不敏感45

1、維持細(xì)菌固有的形態(tài)；2、保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境；

3、與細(xì)胞膜共同參與細(xì)菌內(nèi)外物質(zhì)的交換；滲透壓為5-25大氣壓細(xì)胞壁的功能：4、決定抗原性5、與細(xì)菌的致病性有關(guān)。46細(xì)菌L型（bacterialL-form）

概念：某些理化因素作用于細(xì)菌，可抑制的肽聚糖的合成或破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，在高滲環(huán)境下，細(xì)菌仍可存活，稱(chēng)為細(xì)胞壁缺陷型,即細(xì)菌L型。形成條件：溶菌酶、青霉素、膽汁、抗體、補(bǔ)體等。47細(xì)菌L型的生物學(xué)特性：

多形性、革蘭陰性、高滲培養(yǎng)、生長(zhǎng)緩慢、“荷包蛋樣”菌落、可回復(fù)。48

與醫(yī)學(xué)的關(guān)系：致病性，常引起慢性和反復(fù)發(fā)作的感染。49㈡細(xì)胞膜緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，包繞于細(xì)胞質(zhì)外的一層結(jié)構(gòu)。為脂質(zhì)雙層蛋白質(zhì)嵌鑲結(jié)構(gòu),不含膽固醇。

細(xì)胞膜主要功能：

1.細(xì)菌內(nèi)外物質(zhì)交換；

2.能量產(chǎn)生和利用；

3.生物合成；

4.參與細(xì)菌的分裂。50㈢細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）細(xì)胞膜包裹的溶膠狀物質(zhì)，或稱(chēng)原生質(zhì)（protoplasm），由水、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、核酸、少量糖和無(wú)機(jī)鹽組成，其中含有許多重要結(jié)構(gòu)。核糖體（ribosome）RNA和蛋白質(zhì)。沉降系數(shù)70s50s+30s（真核80s60s+40s）鏈霉素紅霉素51質(zhì)粒（plasmid）：染色體外的遺傳物質(zhì)，為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，帶有遺傳信息，控制著細(xì)菌的某些特定的遺傳性狀。52胞質(zhì)顆粒（內(nèi)含物）：儲(chǔ)藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：多糖、